利用液态金属纳米粒子，打造未来感十足的4D打印混合软机器人
「液态金属科技引领4D软机器人革命」
数界探索
近年来，软机器人技术作为新兴的前沿研究领域正在快速发展，它从自然界中的柔软生物如章鱼和蛇的运动机制中汲取灵感，以实现更加平滑和复杂的动作，这为多种应用场景提供了可能。然而，由于在材料选择上的局限以及传统制造方法涉及的复杂多步骤工艺流程，制造具有混合结构的软机器人依然充满挑战。 这一领域的进步不仅需要科研人员不断探索新材料和新技术，还需要跨学科的合作来简化制造流程，提高生产效率。软机器人技术的发展前景广阔，但要真正实现其潜力，仍需克服材料科学与工程制造等方面的诸多障碍。此外，随着技术的进步，如何确保这些机器人的安全性和可靠性也是值得深入探讨的问题。 总体来看，软机器人技术代表了未来机器人学的一个重要方向，其独特的设计理念和潜在的应用价值使其成为科学研究的热点之一。面对当前的技术难题，期待更多的创新解决方案能够涌现出来，推动这一领域向前发展。
有鉴于此，来自昆士兰大学的Ruirui Qiao等研究人员开发了一种创新的直接一步式增材制造技术，用于制作由软硬组件构成的混合机器人，以便执行复杂任务。 这种新型制造方法不仅简化了生产流程，还为机器人设计提供了更多的可能性。通过结合柔软与刚性的材料，这些混合机器人能够在多种环境中更灵活地操作，同时保持必要的结构强度。这一进展预示着未来机器人技术可能在医疗、搜救行动以及日常生活中发挥更加重要的作用，展现出极高的应用潜力和研究价值。
本文要点：受可变形液态金属纳米颗粒（LMNPs）的启发，研究团队开发了一种功能材料工具包，该工具包通过将多种形状的镓基纳米颗粒（GNPs）嵌入到3D打印聚合物中，实现了机械性能和可变形性的调节。（2）随后，他们利用一种单一配方的GNPs集成墨水，成功展示了直接打印出一体式的混合软硬机器人。（3）这种制造技术使得在机器人身体的混合结构中能够精准控制机械性能和形状记忆特性，同时还可以根据需求定制结构设计。为了展示其功能，研究人员设计并制造了高精度夹持器、仿生马达以及手部康复装置等混合机器人。该研究成果发表于《先进材料》期刊，文献编号为https://doi.org/10.1002/adma.202409789。
来源：EFL生物3D打印与生物制造